作者:簡郁文老師

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當我們於 3ds Max 輸出完稿之前,都必須先按「Render Setup」,開啟算圖引擎設定視窗,
修改適當的參數設定,才能渲染出符合需求的畫質。
image001  首先觀察 Scanline mental ray 算圖引擎設定視窗的差異:

image002  


由於 mental ray 會計算間接光,因此「Indirect Illumination (間接照明)」這個功能標籤,裡面的參數設定就顯得特別的重要。
其參數設定不僅會影響到最後的算圖品質,還會直接關係到算圖的速度。
而其中的參數設定,必須依場景大小、模型複雜程度、燈光架設、品質的要求不同,做相應的修改,很難以單一的觀點或通用準則來評論什麼樣的值才是最好的。
如果對 mental ray 有高度興趣,建議還是找相關的書籍來研讀,才能有更深一層的體會喔 !!
這裡僅就必須具備的基礎認知來做說明,雖然只是基礎的認識,但是對於一般入門者來說,已經足夠使用,可以很快速輸出品質很不錯的完稿。

切換到「Indirect Illumination」功能標籤,裡面有兩個很重要的捲簾「Final Gather」、「Caustics and Global Illumination (GI)
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Final Gather,一般翻譯成「最終聚集」,預設值「Enbale Final Gather」這個選項是開啟的。
Caustics,翻譯成「焦散」,只在需要產生焦散效果才會啟動。
Global Illumination (GI),翻譯成「全域照明」,簡稱 GI。這個選項是 mental ray 能渲染出相片級真實影像的關鍵功能。

那,為什麼預設值,GI 這個選項沒有啟動呢?這要從光線追蹤的原理來說明。
上一篇文章裡有提到,由於光線會在物體之間來回無限重複地反射,mental ray 會去追算這些來回反射的間接光。
追的次數越多,計算出來的光影越精確,畫質也越好。追的次數多,自然需要更冗長的算圖時間。
可是,有一種情況無法追算間接光,那就是開放的空間。
例如:在一個戶外空地上只有一個物體,太陽照射到物體後,反射出來的光線,由於沒有再被任何物件阻擋,此反射光線(間接光)將會反射到無限遠,
也永遠不會再反射回來了。此時,電腦要怎麼去計算此間接光呢?難道要無止境地跟著追下去嗎?

因此,使用 mental ray 時,需先建立一個基本的觀念,那就是:

在開放的空間裡,我們只要開啟「Final Gather」即可,不需要啟動「GI

Final Gather 可以為我們平均地去計算光影,如此即可產生出高畫質的影像。
當然在開放的空間裡,您也可以同時打開 GI,但是這樣做,畫質並不會比較好,可是卻需要耗費讓人無法忍受的算圖時間。
因為 GI 最主要的任務是去追間接光,先前提過,開放的空間裡,有些間接光是不會反射回來的,
硬要叫電腦去追,豈不是強人所難嗎?難怪電腦算圖要很久、很久,然後效果也沒有比較好 !!


當空間是封閉的,才需要開啟GI來算圖。

所以某些時候,或許您會見到有些場景,特地建一個半球的模型將整個場景攏罩起來,
其目的就是要開啟 GI,此時所有的光線皆會反射回來,所以可以計算出非常真實的光影。

由於開啟 GI 後算圖時間會變長許多,一般我們在製作動畫時很少會開啟 GI
而且動畫發生的地點多在開放空間,反而是室內設計效果圖才會啟用 GI
同理,戶外景觀圖,也是比較不建議開 GI
說了這麼多,您現在已經可以知道,為何 3ds Max mental ray 預設值 GI 不開的原因。
3ds Max 絕大部份的功能都跟動畫有關,室內效果圖只用到 3D 軟體裡的一小部份功能而已。

接下來,我們來談算圖的流程。通常我們會先以較差的品質來算圖,看看粗略的結果,然後再修正材質、燈光的設定。
待效果滿意之後,才會調高算圖的參數,輸出高品質的影像。

因為主要分享的內容都是動畫,對於 GI 的設定就不做說明了喔 !!(如要做詳細說明,幾乎要寫一本書)。
往後在開放的空間裡,只要架設一盞天光(Skylight),然後再加上幾盞輔燈,就可以有很好的畫質囉 !!

現在我們來看看有哪些參數會影響到 mental ray 最終算出來的畫質。(畫質越好,算圖時間相對就會越長)

首先是Indirect Illumination」標籤
由於 Final Gther 的選項是一定會開啟的,所以 3ds Max 已經幫我們調好幾個參數組合,方便我們使用,不需了解太多參數細節,大大減輕對於初學者的難度。
預設值是「Draft (草稿)」,這是預覽模式,當我們要正式輸出完稿時,應當調整為「Mdedium (中等)」以上的品質(端看業主的畫質要求來決定)。
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其次是Renderer」標籤
Sampling Quality (取樣品質)」捲簾,決定 mental ray 算圖品質與速度的重要選項多集中在此。

Smaples per pixel (每個像素的取樣次數)」:
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Minimum (最小取樣次數)Maximun(最大取樣次數),此參數主要是決定物體邊緣反鋸齒效果。
如果是輸出草稿,一般採用預設值即可,Minimum=1/4Maximum=4。表示最小值為每 4 個像素取樣一次,最大值為每 1 個像素取樣 4 次。
如果要輸出完稿,應該調整為 Minimum=14Maximum=464。值越高品質越好,算圖時間也相應越長。


Filter (像素過濾器)」:
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當我們選擇不同的過濾器,Width ()Height () 會自動調整到適當的大小。一般來說,不建議修改 WidthHeight 的值。
Box:效果最差,但是算圖速度最快
GuassTriangle:效果與算圖速度中等
MitchellLanczos:效果最好,算圖速度最慢

雖然一般是這樣解釋,但也不是每次為求高畫質就應當選用 Mitchell Lanczos 過濾器。
這裡所說的畫質較差,其實比較正確來說,應該是算出來的圖,畫質比較沒有那麼銳利,會比較糊,因為比較糊,所以細節就沒那麼豐富。
如果畫面中有一大片都是較模糊的效果,那麼選用高畫質的過濾器並不會讓畫質更好,反而會平白耗費許多算圖時間。


Options (選項)」:

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這裡我們需在意的是「Bucket Width」選項,mental ray 在渲染場景時會將影像細分為一小塊、一小塊(Bucket)來渲染。
Bucket Width 尺寸設的越小,由於需要計算影像區塊越多,所以需要消耗較多的 CPU 資源,算圖時間也比較久。
尺寸設的大一些,可以縮短算圖的時間,但相對的會消耗比較多的記憶體。
一般來說,如果電腦的記憶體較少,或是場景比較複雜,Bucket Width 尺寸應該設小一點。
如果場景比較單純,且記憶體比較多時,Bucket Width 尺寸可以設大一些,以減少算圖時間。


如果能正確且深入明白 mental ray 的參數設定,其實使用 mental ray 來算圖,影像的效果不但很好,
算圖的速度也很快,甚至比 Vray 還快。關於 mental ray 的參數設定,就介紹到這裡。

最後做個總結:
渲染出草圖,僅供預覽
Final Gather 設定為 Draft
Samples per PixelMinimum<=1/4Maximum<= 1 4
Filter TypeBox
Bucket Width:依場景複雜度、記憶多寡,調整適當大小(建議值為 48

渲染最終完稿
Final Gather 設定為 Medium 以上
Samples per PixelMinimum >= 1Maximum >= 4
Filter TypeBox Mitchell Lanczos(取決於畫面所需的銳利度)
Bucket Width:依場景複雜度、記憶體多寡,調整適當大小(建議值為 48


如果覺得有些抽象,可以觀看前面幾篇教學文章裡,最後附上的範例參考影片。
那些動畫影片輸出的設定值皆為:
Final Gather 設定為 Medium
Samples per PixelMinimum=1/4Maximum=4
Filter TypeBox
Bucket Width=48

上傳到 Youtube 後,畫質會流失,原稿效果比在 Youtube 上看到的,還要好很多喔 !!
而那僅是使用 mental ray 趨近中等品質的設定,且畫質被 Youtube 壓縮破壞後的結果。

 

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